Санкт-Петербургский Университет МВД

Кафедра: Пожарная безопасность зданий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

По дисциплине: Здания и сооружения и их поведение в условиях пожара

Тема: Проверка соответствия огнестойкости конструкций здания противопожарным требованиям СНиП и разработка технических решений по ее повышению

Разработал: Слушатель 3 курса заочного отделения

Ст. с-т. вн. сл. Пономаренко Д.А.

Специальность 330400

Зачетная книжка ВО-0011

Группа № 400, Вариант № 2

Санкт-Петербург 2003

Содержание

Введение

1. Исходные данные для расчета

2. Определение фактического предела огнестойкости фермы расчетным методом

2.1 Статическая часть

2.2 Теплотехническая часть

3. Проверка соответствия огнестойкости балки покрытия здания противопожарным требованиям СниП и разработка одного из опорных узлов и узла соединения элементов балки

Вывод

Используемая литература

Введение

Инженер пожарной безопасности при выполнении служебных обязанностей сталкивается с необходимостью проверить соответствие огнестойкости проектируемого, реконструируемого здания противопожарным требованиям строительных норм и правил. Причем, проверку он должен уметь выполнять, пользуясь не только справочными данными о фактических пределах огнестойкости строительных конструкций, но и с помощью расчетных методов. Кроме того, руководитель тушения пожара в процессе ликвидации пожаров в зданиях, для четкой и безопасной организации работы личного состава должен уметь прогнозировать оперативную обстановку, а для этого ему необходимо знать, как поведет себя та или иная конструкция в условиях пожара, а также должен уметь безошибочно определять наиболее « слабые » места в таких конструкциях.

Целью данного курсового проекта является проверка соответствия строительной стропильной фермы покрытия первого пожарного отсека здания требованиям пожарной безопасности и разработка предложений по ее огнезащите.

1. Исходные данные для расчета

Маркировка фермы: ФС 36 – 1,85В

Спецификация: 2.2.5

Геометрическая схема: 2.1.9

Длина здания: 144 м.

Ширина здания: 36 м.

Категория по пожарной опасности: В

Количество этажей: 8

Исследуемый узел: №23

Таблица исходных данных исследуемого узла

Таблица 1

Обозначение элементов фермы	Расчетное уси- лие в элементах N,кН	Геометрическая длина элемента L,мм	Размер профиля поперечного сечения эл-та ,мм	Площадь поперечного сечения, А кв.см.	Марка стали	Нормативное значение предела текучести,МПа
Р2	+406	4268	L 90*6	10.6	Вст3пс6	245
С1	- 86	3080	L70*4,5	6.2	Вст3пс6	245
Р3	- 303	4332	L110*8	17.2	Вст3пс6	245
Н1	+584	5788	L125*8	19.7	14Г2	325
Н2	+768	6000	L125*8	19.7	14Г2	325

Сортамент прокатных стальных уголков

Таблица 2

Элементы	Площадь, А кв.см.	Радиусы инерции сечения,
Элементы	Площадь, А кв.см.	Ix	Iy
Р2	10.6	2.78	4.11
С1	6.2	2.16	3.29
Р3	17.2	3.39	4.95
Н1 = Н2	19.7	3.87	5.53

Схема исследуемого узла

С1

Р2Р3

СП

Н2

Н1

Рис. 1

Геометрическая схема фермы ФС 30 – 1,85

3О24О35О46О57 О6 8 О7 9О810 О911 О1012 О11 13

3000 30003000

11800 12000 11800

Рис. 2

Определим требования к зданию и ферме покрытия по огнестойкости:

Требуемую степень огнестойкости определяют по отраслевой (межотраслевой) главе СниП, учитывающий назначение здания, в частности, для зданий производственного назначения по табл. 1 СниП 2.09.02-85 « Производственные здания » в зависимости от категории здания по пожарной опасности, этажности, площади этажа в пределах пожарного отсека. Зная требуемую степень огнестойкости здания по табл.1 СниП 2.01.02-85 « Противопожарные нормы » , определяем величины требуемых пределов огнестойкости строительных конструкций Птр и допустимое значение предела распространения огня Lд .

Находим:

Степень огнестойкости здания:

II ( СНиП 2.09.02-85 )

Птр = 0,25 ч ( СНиП 2.01.02-85 )

Lд = 0 м ( СНиП 2.01.02-85)

2. Определение фактического предела огнестойкости фермы расчетным методом

2.1 Статическая часть

Величину критической температуры (tcr) для каждого из элементов определяют из условия снижения прочности ( предела текучести ) стали до величины напряжения, возникающего в элементе от внешней ( нормативной, рабочей ) нагрузки. Кроме того, для сжатых элементов определяют и второе значение (tcr ) из условия снижения модуля упругости стали (Еs) до критической величины ( что приводит к недопустимому прогибу элемента ).

Числовые значения (tcr) определяют по экспериментальным данным о снижении коэффициента изменения предела текучести (Yr) стали от температуры нагрева по графику (рис. 2.2 методички ).

Величину коэффициента изменения предела текучести стали, соответствующую критической температуре нагрева растянутого элемента фермы, вычисляют по следующей формуле:

Yytcr = Nn / (A*Ryn)

При расчете по потере устойчивости сжатых элементов пользуются формулой:

Ys = Nn* I / pi*En*Jmin

Где I - расчетная длина элемента (принимается максимальная из условия гибкости элемента « в плоскости » и « из плоскости » фермы ), м.;

pi = 3.14;

En = 2.06*10 – нормативное значение модуля

упругости, Па;

Jmin – минимальное значение момента инерции

поперечного сечения , см, можно

вычислить по формуле:

Jmin = Imin*A2

где Imin – минимальное значение величины радиуса инерции поперечного сечения элемента;

А2 - площадь поперечного сечения элемента

Для элемента С1 – при сжатии:

Усилие, воспринимаемое элементом от нормативной нагрузки:

N-86

Nn = Yr = 1.2 = 71.66 кН

где Yr – усредненное значение коэффициента надежности, равный 1.2.

Определяем гибкость по формулам:

Lx / Ix , = Ly / Iy;

Lx = 0.8Ly = 0.8*3080 = 2464 мм = 246.4 см.

Ly = 3080 мм. = 308.0 см.

Отсюда

= 246.4 / 2.16 = 114.074

= 308.0 / 3.29 = 93.61

Так как >40, то в знаменателе формулы расчета Ytcr следует учесть коэффициент продольного изгиба стержня =0.95;

Определяем величину коэффициента изменения предела текучести стали, соответствующей критической температуре нагрева сжатого элемента фермы:

А = 12.4 см.

Yt = Nn / A*Ryn* = 71.66*10 / 12.4*10*245*10*0.95 = 0.24

Расчет потери устойчивости сжатого элемента:

Nn * L71.66 *10* 3080* 10

Ye = pi*Еп*Jmin = 3.14 * 2.06*10*57.85 = 0.578

Jmin = Imin*A2 = 2.16*12.4 = 57.85 см

Где Jmin – минимальное значение момента инерции поперечного сечения элемента;

L – расчетная длина элемента;

Еп – нормативное значение модуля упругости.

Числовое значение tcr определяем по экспериментальным данным о снижении коэффициента предела текучести( Yt ) и модуля упругости ( Ye ) стали от температуры нагрева по графику на рис.2.2 методички:

по Yt 550 С

по Ye. 750 С

принимаем tcr= 550

Раскос «Р2»

Определяем усилие, воспринимаемое элементом от нормативной нагрузки при растяжении:

Nn = N / Yf = 406 / 1.2 = 338.33 кН

Определяем величину коэффициента изменения предела текучести :

Yt = Nn / A*Ryn = 338.33*10/21.2*10*245*10 = 0.65

По графику на рис. 2.2 методички определяем критическую температуру нагрева растянутого элемента «Р2»:

tсr = 450 С

Раскос «Р3» - при сжатии

Определяем усилие, воспринимаемое элементом по нормативной нагрузке:

Nn = N / Yf = -303/1.2 = 252.5 кН

Для сжатого элемента определяем гибкость:

Lx = 0.8Ly = 0.8*4332 = 3465.6 мм. = 346.56 см.

Ly = 4332 мм. = 433.2 см.

Отсюда

= 346.65/ 3.39 = 102.25

= 433.2 / 4.95 = 87.51

Так как > 40, то в знаменателе формулы расчета Ytcr следует учесть коэффициент продольного изгиба элемента = 0.95

А = 34.4 см.

Yt = Nn /A*Ryn* = 252.5*10/34.4*10*245*10*0.95=0.31

Расчет потери устойчивости сжатого элемента:

Nn * L 252.5*10*4332*10

Ye = pi*En*Jmin = 3.14*2.06*10*395.32 = 0.59

Jmin = Imin*A2 = 3.39*34.4 = 395.32 см.

Числовое значение tcr определяем по экспериментальным данным о снижении коэффициента изменения предела текучести ( Yt ) и модуля упругости ( Ye ) стали от температуры нагрева по графику на рис. 2.2 методички:

по Yt 610 C

Принимаем tcr = 610 C

Панель нижнего пояса «Н1» - при растяжении

Определим усилие, воспринимаемое элементом по нормативной нагрузке при растяжении:

Nn = N / Yf = 584 / 1.2 = 486.66 кН

Определяем величину коэффициента изменения предела текучести стали для растянутого элемента:

Yt = Nn / A*Ryn = 486.66*10/ 39.4*10*325*10= 0.38

По графику на рис. 2.2 методички определяем критическую температуру нагрева растянутого элемента «Н1»:

tcr = 580 C

Панель нижнего пояса «Н2» - при растяжении

Определим усилие, воспринимаемое элементом по нормативной нагрузке при растяжении:

Nn = N / Yf = 768 / 1.2 = 640 кН

Определяем величину коэффициента изменения предела текучести стали для растянутого элемента:

Yt = Nn / A*Ryn = 640*10 / 39.4*10*325*10 = 0.49

По графику на рис. 2.2. методички определяем критическую температуру нагрева растянутого элемента «Н2»:

Проверка соответствия огнестойкости конструкций здания противопожарным требованиям СНиП и разработка технических решений по ее повышению (стр. 1 из 3)

Рис. 1

Раскос «Р2»